JP2010265774A - 内燃機関の始動装置およびその始動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射弁から噴射される燃料に対して消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことが可能な内燃機関の始動装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の始動装置１０は、燃料ポンプから燃料を燃料噴射弁２１に供給する燃料通路２３，２４の燃料のアルコール濃度を検出する濃度検出手段２と、燃料通路２３，２４の燃料の温度を検出する温度検出手段３と、燃料通路２３，２４の燃料を加熱する加熱手段１と、内燃機関の始動を開始する前に、加熱手段１による加熱を制御する制御手段５と、を備え、制御手段５は、加熱前の温度検出手段３による温度検出値と、加熱前の濃度検出手段２によるアルコール濃度の濃度検出値とに基づいて、内燃機関の始動に必要な熱量を燃料に加えるように、加熱手段１を制御する。これにより、燃料噴射弁から噴射される燃料に対して消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の始動装置およびその始動方法に関するものである。

ガソリンエンジンでのエミッション規制値は年々厳しくなっており、そのため二酸化炭素削減のため、ガソリンとアルコールを混合した混合燃料を使用する内燃機関が開発されている。このような内燃機関においては、混合燃料のアルコール濃度が高い場合には、アルコールがガソリンと比較して気化し難いため、低温時における内燃機関の始動が困難となっている。これに対して、燃料噴射弁から噴射された燃料または燃料噴射弁に供給される燃料を加熱するものが開示されている（特許文献１〜３）。

特許文献１では、燃料噴射弁から噴射された燃料を、蒸発させるように加熱している。具体的には、燃料噴射弁から単位時間に噴射される燃料の噴射量を算出し、燃料ポンプから燃料噴射弁に燃料を供給する燃料通路の燃料のアルコール濃度及び温度を検出し、これらの算出値及び検出値に基づいて、噴射後の燃料を蒸発させるのに必要な熱量を算出する。この算出した熱量の加熱を、燃料噴射弁から噴射された燃料に対して行なっている。

特許文献２では、燃料ポンプから燃料噴射弁に燃料を供給する燃料通路において燃料噴射弁から離れた位置の燃料を、所定圧力となるように加熱している。

特許文献３では、燃料噴射弁内の燃料を加熱しており、複数の燃料噴射弁に燃料ポンプから燃料を分配供給するデリバリパイプ内の燃料の圧力が、所定圧力未満の場合には、加熱すべき燃料が存在していないとして、燃料噴射弁内の燃料の加熱を禁止するようにしている。

特開平３−１５６１３９号公報 特開平７−７７１３０号公報 特開２００３−２０６８２１号公報

低温時において内燃機関の始動を円滑に行なうには、燃料噴射弁から噴射後の混合燃料において、ガソリンと比較して気化し難いアルコールを、微小粒（例えば、直径３０μｍ（マイクロメートル）程度）まで霧化するか、または、蒸発させる必要がある。特許文献１では、噴射後に加熱しており、燃料噴射弁から噴射された燃料の液滴粒を加熱しても微小粒まで霧化させることができないため、アルコールを蒸発させるまで加熱する必要が生じる。このため、アルコールの沸点以上の加熱が必要となり、内燃機関の始動に必要な熱量が増加して、加熱に必要な消費電力が増加する。

また、混合燃料の温度が低くなるにつれて、および、混合燃料のアルコール濃度が高くなるにつれて、混合燃料を使用する内燃機関の始動が困難となることから、燃料のアルコール濃度及び温度に基づいて、燃料の加熱を制御すべきであるが、特許文献２および３では、燃料の圧力に基づいて加熱を制御している。これにより、内燃機関の始動に必要な熱量の加熱を行なうことができないため、加熱消費電力が不要に増加したり、不足したりする。

さらに、特許文献３では、燃料噴射弁内の燃料を加熱するため、低温時の始動時において燃料を噴射する毎に燃料噴射弁内の燃料を加熱する必要がある。このため、燃料の加熱に要する時間が噴射間隔よりも長くなるため、２発目以後に噴射された燃料の温度が低下して、加熱不足を生じる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、燃料噴射弁から噴射される燃料に対して消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことが可能な内燃機関の始動装置およびその始動方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成する為に以下の技術的手段を採用する。

請求項１の発明によれば、燃料ポンプから燃料を燃料噴射弁に供給する燃料通路の燃料のアルコール濃度を検出する濃度検出手段と、燃料通路の燃料の温度を検出する温度検出手段と、燃料通路の燃料を加熱する加熱手段と、内燃機関の始動を開始する前に、加熱手段による加熱を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、加熱前の温度検出手段による温度検出値と、加熱前の濃度検出手段によるアルコール濃度の濃度検出値とに基づいて、内燃機関の始動に必要な熱量を燃料に加えるように、加熱手段を制御することを特徴とする。

この構成によれば、燃料噴射弁よりも上流側の燃料通路の燃料を加熱するため、燃料噴射弁から噴射後の燃料においてアルコールを微小粒まで霧化可能であれば、アルコールを蒸発させるまで加熱する必要がない。このため、内燃機関の始動に必要な熱量を抑えることができる。また、燃料噴射弁内の燃料を加熱する場合のように、２発目以後に噴射された燃料の温度が低下して、加熱不足を生じることがない。

さらに、この構成によれば、加熱前の燃料の温度と燃料のアルコール濃度とに基づいて、内燃機関の始動に必要な熱量を燃料に加えるように、加熱手段を制御する。このため、内燃機関の始動に必要な熱量の加熱を正確に制御可能となる。

さらに、この構成によれば、内燃機関の始動を開始する前に、このように制御された加熱を行なうため、燃料噴射弁から噴射される燃料に対して消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことが可能な内燃機関の始動装置を提供できる。

請求項２の発明によれば、制御手段は、加熱前の温度検出値と加熱前の濃度検出値とに基づいて燃料を加熱する目標温度を算出し、且つ、燃料が目標温度に到達するまで加熱を行なうことによって、内燃機関の始動に必要な熱量を燃料に加えるように、加熱手段を制御することを特徴とする。

この構成によれば、目標温度を算出して燃料が目標温度に到達するまで加熱を行なうため、簡易に、燃料噴射弁から噴射される燃料に対して消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことができる。

請求項３の発明によれば、制御手段は、加熱前の温度検出値と加熱前の濃度検出値とに基づいて燃料を加熱する目標時間を算出し、且つ、目標時間の加熱を行なうことによって、内燃機関の始動に必要な熱量を燃料に加えるように、加熱手段を制御することを特徴とする。

この構成によれば、目標時間を算出して目標時間の加熱を行なうため、簡易に、燃料噴射弁から噴射される燃料に対して消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことができる。

請求項４の発明によれば、制御手段は、加熱を行なう前に、濃度検出値と温度検出値とに基づいて加熱を行なう必要があるか否かを判断すると共に、加熱を行なう必要がないと判断した場合に、加熱を行なうことを禁止することを特徴とする。

この構成によれば、加熱を行なう必要がないと判断した場合に、加熱を行なうことを禁止するため、無駄に加熱を行なうことを確実に防止できる。したがって、燃料噴射弁から噴射される燃料に対してより消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことができる。

請求項５の発明によれば、制御手段は、燃料通路の燃料の圧力が所定の圧力に到達するまで、加熱を行なうことを禁止することを特徴とする。

この構成によれば、燃料の圧力が所定の圧力に到達するまで、加熱を行なうことを禁止するため、所定の圧力未満の燃料を加熱することによって、燃料が気化することを抑えることができる。したがって、気化した燃料による熱伝導の低下によって加熱効率が低下することと、燃料が気化することによる燃料噴射弁からの燃料噴射制御が困難になることを抑えることができる。

請求項６の発明によれば、濃度検出手段は、燃料通路において燃料噴射弁の接続側の端部または端部と近接した近接部分に配置されて、端部または近接部分の燃料のアルコール濃度を検出し、加熱手段は、端部に配置されて、端部の燃料を加熱することを特徴とする。

この構成によれば、燃料通路において燃料噴射弁の接続側の端部または端部と近接した近接部分の燃料のアルコール濃度を検出しているため、この濃度検出値は、燃料噴射弁から噴射される燃料のアルコール濃度として、より正確な値となっている。さらに、この構成によれば、燃料通路において燃料噴射弁の接続側の端部の燃料を加熱しているため、燃料噴射弁から噴射される燃料の加熱をより正確に制御できる。このため、燃料噴射弁から噴射される燃料に対してより消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことができる。

請求項７の発明によれば、内燃機関の始動を開始する開始手順と、開始手順の前に、燃料ポンプから燃料を燃料噴射弁に供給する燃料通路の燃料を加熱する加熱手順と、加熱手順の前に、燃料通路の燃料の温度を検出する温度検出手順と、加熱手順の前に、燃料通路の燃料のアルコール濃度を検出する濃度検出手順と、を備え、加熱手順では、温度検出手順による温度検出値と濃度検出手順によるアルコール濃度の濃度検出値とに基づいて、内燃機関の始動に必要な熱量を燃料に加えるように、燃料を加熱することを特徴とする。

この方法によれば、燃料噴射弁よりも上流側の燃料通路の燃料を加熱するため、燃料噴射弁から噴射後の燃料においてアルコールを微小粒まで霧化可能であれば、アルコールを蒸発させるまで加熱する必要がない。このため、内燃機関の始動に必要な熱量を抑えることができる。また、燃料噴射弁内の燃料を加熱する場合のように、２発目以後に噴射された燃料の温度が低下して、加熱不足を生じることがない。

さらに、この方法によれば、加熱手順の前の燃料の温度と燃料のアルコール濃度とに基づいて、内燃機関の始動に必要な熱量を燃料に加えるように、加熱手順を行なう。このため、内燃機関の始動に必要な熱量の加熱を正確に制御可能となる。

さらに、この方法によれば、開始手順の前に、このような加熱手順を行なうため、燃料噴射弁から噴射される燃料に対して消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことが可能な内燃機関の始動方法を提供できる。

請求項８の発明によれば、加熱手順において燃料を加熱する目標温度を、温度検出値と濃度検出値とに基づいて算出する算出手順を備え、加熱手順では、燃料が目標温度に到達するまで加熱を行なうことによって、内燃機関の始動に必要な熱量を燃料に加えるように、燃料を加熱することを特徴とする。

この方法によれば、目標温度を算出して燃料が目標温度に到達するまで加熱を行なうため、簡易に、燃料噴射弁から噴射される燃料に対して消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことができる。

請求項９の発明によれば、加熱手順において燃料を加熱する目標時間を、温度検出値と濃度検出値とに基づいて算出する算出手順を備え、加熱手順では、目標時間の加熱を行なうことによって、内燃機関の始動に必要な熱量を燃料に加えるように、燃料を加熱することを特徴とする。

この方法によれば、目標時間を算出して目標時間の加熱を行なうため、簡易に、燃料噴射弁から噴射される燃料に対して消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことができる。

請求項１０の発明によれば、加熱手順の前に、濃度検出値と温度検出値とに基づいて加熱を行なう必要があるか否かを判断する加熱判断手順を備え、加熱判断手順において加熱を行なう必要がないと判断した場合に、加熱手順への移行を禁止することを特徴とする。

この方法によれば、加熱を行なう必要がないと判断した場合に、加熱を行なうことを禁止するため、無駄に加熱を行なうことを確実に防止できる。したがって、燃料噴射弁から噴射される燃料に対してより消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことができる。

請求項１１の発明によれば、燃料通路の燃料の圧力が所定の圧力に到達するまで、加熱手順への移行を禁止することを特徴とする。

この方法によれば、燃料の圧力が所定の圧力に到達するまで、加熱を行なうことを禁止するため、所定の圧力未満の燃料を加熱することによって、燃料が気化することを抑えることができる。したがって、気化した燃料による熱伝導の低下によって加熱効率が低下することと、燃料が気化することによる燃料噴射弁からの燃料噴射制御が困難になることを抑えることができる。

請求項１２の発明によれば、濃度検出手順では、燃料通路において燃料噴射弁の接続側の端部または端部と近接した近接部分の燃料のアルコール濃度を検出し、加熱手順では、端部の燃料を加熱することを特徴とする。

この方法によれば、燃料通路において燃料噴射弁の接続側の端部または端部と近接した近接部分の燃料のアルコール濃度を検出しているため、この濃度検出値は、燃料噴射弁から噴射される燃料のアルコール濃度として、より正確な値となっている。さらに、この方法によれば、燃料通路において燃料噴射弁の接続側の端部の燃料を加熱しているため、燃料噴射弁から噴射される燃料の加熱をより正確に制御できる。このため、燃料噴射弁から噴射される燃料に対してより消費電力を抑えて内燃機関の始動に必要な加熱を行なうことができる。

本発明の一実施形態による始動装置が適用されている内燃機関を示す概略構成図である。 図１中のＩＩ矢視部の拡大図を中心とする内燃機関の始動装置を示す概略構成図である。 図２に示すリボンヒータによって加熱する目標温度を算出するためのマップの１例を示すマップ図である。 図４に示すマップの他の例を示すマップ図である。 図２に示す内燃機関の始動装置による始動手順を示すフロ−チャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、図中の互いに同一若しくは均等である部分には、同一符号を付している。

（構成）
図１は、本発明の一実施形態による始動装置が適用されている内燃機関を示す概略構成図である。図１に示す内燃機関２０は、シリンダ２６と、このシリンダ２６に収容されるピストン２６２と、シリンダ２６の燃焼室２６１に燃料を噴射する燃料噴射弁２１と、燃料噴射弁２１に燃料２５１を供給する燃料ポンプ２２と、燃焼室２６１に噴射された燃料に点火する点火プラグ２７と、始動装置１０とを備えている。燃料タンク２５の燃料２５１は、燃料ポンプによって燃料配管２３とデリバリパイプ２４を通して燃料噴射弁２１に供給される。

燃料２５１は、ガソリンとエタノールを混合した混合燃料であり、内燃機関２０の始動時において、燃料ポンプの作動開始から約１秒で、デリバリパイプ２４内の燃料２５１の所定の圧力（例えば、３００ｋＰａ（キロパスカル）以上）に到達する。

デリバリパイプ２４は、図２に示す例では、４個の燃料噴射弁２１に燃料ポンプ２２から吐出された燃料２５１を分配供給している。即ち、４個の燃料噴射弁２１は、４気筒の各燃料室２６１に、それぞれ、１個の燃料噴射弁２１から、燃料２５１が噴射されるように構成されている。

以上、内燃機関２０の基本的構成について説明した。以下、内燃機関２０の始動装置１０について、図１〜図５に基づいて説明する。

内燃機関２０の始動装置１０は、燃料２５１を加熱するリボンヒータ１、燃料２５１のエタノール濃度を検出するエタノール濃度センサ２、温度センサ３、レギュレータ４、及び、制御装置５を備えている。

リボンヒータ１は、図２に示すように、燃料ポンプ２２から燃料２５１を燃料噴射弁２１に供給する燃料配管２３及びデリバリパイプ２４において燃料噴射弁２１の接続側の端部であるデリバリパイプ２４に巻きつけて固定されたものである。リボンヒータ１は、制御装置５によって制御されて、デリバリパイプ２４内の燃料２５１を加熱する。

エタノール濃度センサ２は、例えば、静電容量式または光学式のセンサであり、燃料配管２３においてデリバリパイプ２４に近接した近接部分に配置され、この近接部分内の燃料２５１のエタノール濃度を検出する。なお、エタノール濃度センサ２を、デリバリパイプ２４内の燃料２５１のエタノール濃度を検出するように配置することも可能である。

温度センサ３は、デリバリパイプ２４に配置され、デリバリパイプ２４内の燃料２５１の温度を検出する。レギュレータ４は、燃料ポンプ２２から吐出された燃料２５１の圧力を所定の圧力に制御するものであり、燃料２５１が所定の圧力に到達した際に、電気信号を出力する。

制御装置５は、マイクロコンピュータ等から構成され、内燃機関２０の始動を開始する前に、リボンヒータ１による加熱を制御して、燃料２５１を加熱する。制御装置５は、リボンヒータ１による加熱の前に、温度センサ３による温度検出値とエタノール濃度センサ２によるエタノール濃度の濃度検出値とに基づいて、内燃機関２０の始動に必要な熱量を燃料２５１に加えるように、リボンヒータ１による加熱を制御する。

具体的には、加熱前の温度検出値と加熱前の濃度検出値とに基づいて燃料２５１を加熱する目標温度を算出し、且つ、燃料２５１が目標温度に到達するまで加熱を行なうことによって、内燃機関２０の始動に必要な熱量を燃料２５１に加えるように、リボンヒータ１による加熱を制御する。

制御装置５は、加熱前の温度検出値と濃度検出値とから目標温度に変換するための変換データをマップとして記憶する電気的に書き換え可能な不揮発性メモリもしくはバックアップＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等を含むメモリ５１を内蔵している。図３と図４は、メモリ５１に記憶されているマップの１例を図示したものである。図３は、加熱前の温度検出値が摂氏０度（℃）の場合の目標温度とエタノール濃度（％）の相関関係を示す例であり、図４は、加熱前の温度検出値が−５℃の場合の目標温度とエタノール濃度（％）の相関関係を示す例である。このような相関関係図が、想定される加熱前の燃料の温度に対してマップとして用意されている。

例えば、加熱前の温度検出値が０℃の場合は、制御装置５は、メモリ５１に記憶されている図３に基づいて目標温度を算出する。具体的には、濃度検出値がエタノール濃度０〜８５％では、目標温度は、図３の破線で示すように、０℃と算出され、濃度検出値がエタノール濃度８５〜１００％では、目標温度は、図３の実線で示すように、０〜１０℃と算出される。

つまり、加熱前の温度検出値が摂氏０℃であって、濃度検出値がエタノール濃度０〜８５％では、加熱を行なわないことになる。一方、加熱前の温度検出値が摂氏０℃であって、濃度検出値がエタノール濃度８５〜１００％では、それぞれ、温度センサ３による温度検出値が目標温度０〜１０℃に到達するまでリボンヒータ１による加熱を行なう。例えば、濃度検出値がエタノール濃度１００％の場合では、目標温度は１０℃と算出されて、温度センサ３による温度検出値が目標温度１０℃に到達するまでリボンヒータ１による加熱を行なう。

加熱前の温度検出値が−５℃の場合は、制御装置５は、メモリ５１に記憶されている図４に基づいて目標温度を算出する。具体的には、濃度検出値がエタノール濃度０〜１００％では、目標温度は、図４の実線で示すように、−５〜５０℃と算出される。つまり、それぞれ、温度センサ３による温度検出値が目標温度−５〜５０℃に到達するまでリボンヒータ１による加熱を行なう。

例えば、加熱前の温度検出値が−５℃であって、濃度検出値がエタノール濃度８０％では、目標温度は１０℃と算出されて、温度センサ３による温度検出値が目標温度１０℃に到達するまでリボンヒータ１による加熱を行なう。また、濃度検出値がエタノール濃度１００％の場合では、目標温度は５０℃と算出されて、温度センサ３による温度検出値が目標温度５０℃に到達するまでリボンヒータ１による加熱を行なう。

したがって、制御装置５は、加熱を行なう前に、加熱前の温度検出値と濃度検出値とに基づいて加熱を行なう必要があるか否かを判断すると共に、加熱を行なう必要がないと判断した場合に、加熱を行なうことを禁止する。上述の例では、加熱前の温度検出値が０℃の場合であって、濃度検出値がエタノール濃度０〜８５％の場合が、加熱を行なうことを禁止する場合である。

上述したように、燃料ポンプ２２から吐出された燃料２５１の圧力は、レギュレータ４によって所定の圧力（例えば、３００ｋＰａ以上）に制御されるが、燃料２５１が所定の圧力に到達するには、燃料ポンプ２２の作動開始から約１秒が必要となる。燃料２５１が所定の圧力に到達したことは、レギュレータ４からの電気信号を制御装置５が受け取ることによって判断し、この判断の後に、加熱を開始して目標温度に到達するまで加熱を行なう。つまり、制御装置５は、デリバリパイプ２４内の燃料２５１が所定の圧力に到達するまでは、加熱を行なうことを禁止している。

リボンヒータ１は、請求項に記載の加熱手段に相当し、エタノール濃度センサ２は、請求項に記載の濃度検出手段に相当し、温度センサ３は、請求項に記載の温度検出手段に相当し、制御装置５は、請求項に記載の制御手段に相当する。燃料配管２３とデリバリパイプ２４は、請求項に記載の燃料通路に相当し、デリバリパイプ２４は、請求項に記載の端部に相当し、燃料配管２３においてデリバリパイプ２４に近接した近接部分は、請求項に記載の近接部分に相当し、エタノールは、請求項に記載のアルコールに相当する。

次に、以上のように構成された内燃機関２０の始動装置１０による始動方法おいて、制御装置５が実行する始動手順を、図５に基づいて説明する。

内燃機関２０の始動装置１０の図示しない始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオンされて図５に示す始動手順がスタートする。

温度検出手順Ｓ１０では、デリバリパイプ２４内の燃料２５１の温度を温度センサ３によって検出し、手順Ｓ２０では、燃料ポンプ２２の作動を開始する。濃度検出手順Ｓ３０では、燃料配管２３においてデリバリパイプ２４に近接した近接部分内の燃料２５１のエタノール濃度を検出する。

加熱判断手順Ｓ４０では、温度検出手順Ｓ１０による温度検出値と濃度検出手順Ｓ３０による濃度検出値とに基づいてリボンヒータ１による加熱を行なう必要があるか否かを判断する。具体的には、メモリ５１に記憶されている変換データに基づいて、加熱前の温度検出値と濃度検出値とから判断する。上述したように、例えば、加熱前の温度検出値が０℃の場合であって、濃度検出値がエタノール濃度８５〜１００％の場合や、加熱前の温度検出値が−５℃の場合であって、濃度検出値がエタノール濃度０〜１００％の場合では、リボンヒータ１による加熱を行なう必要があると判断される。また、例えば、加熱前の温度検出値が０℃の場合であって、濃度検出値がエタノール濃度０〜８５％の場合では、リボンヒータ１による加熱を行なう必要がないと判断される。

加熱判断手順Ｓ４０において加熱を行なう必要があると判断した（ＹＥＳの）場合に、算出手順Ｓ５０に移行し、加熱判断手順Ｓ４０において加熱を行なう必要がないと判断した（ＮＯの）場合には、内燃機関２０の始動を開始する開始手順Ｓ９０に移行する。つまり、加熱判断手順Ｓ４０においてＮＯの場合には、リボンヒータ１による加熱を行なう加熱手順Ｓ７０，Ｓ８０に移行することを禁止しているといえる。

算出手順Ｓ５０では、温度検出手順Ｓ１０による温度検出値と濃度検出手順Ｓ３０によるエタノール濃度の濃度検出値とに基づいて、必要な熱量を加熱手順Ｓ７０，Ｓ８０において燃料２５１を加熱する目標温度として算出する。具体的には、メモリ５１に記憶されている変換データに基づいて、加熱前の温度検出値と濃度検出値とから目標温度を算出する。手順Ｓ４０，Ｓ５０を、便宜上分けて説明したが、上述したように、手順Ｓ４０，Ｓ５０で、温度検出値と濃度検出値とに基づいて目標温度を算出する際に、加熱を行なう必要があるか否かも同時に判断できるため、実際上は、手順Ｓ４０，Ｓ５０は、一つの手順となっている。

算出手順Ｓ５０の後に、手順Ｓ６０では、デリバリパイプ２４内の燃料２５１が所定の圧力に到達したか否かを判断する。具体的には、燃料２５１が所定の圧力に到達したことを示すレギュレータ４からの電気信号を制御装置５が受け取ったか否かによって判断する。所定の圧力に到達したと判断した（ＹＥＳの）場合には、加熱手順Ｓ７０，Ｓ８０に移行し、所定の圧力に到達していないと判断した（ＮＯの）場合には、手順Ｓ６０を繰り返す。つまり、燃料２５１の圧力が所定の圧力に到達するまで、加熱手順Ｓ７０，Ｓ８０への移行を禁止する。

手順Ｓ７０で、リボンヒータ１による加熱を開始し、手順Ｓ８０で、温度センサ３による温度検出値が目標温度に到達したか否かを判断する。目標温度に到達した判断した（ＹＥＳの）場合には、開始手順Ｓ９０に移行し、目標温度に到達に到達していないと判断した（ＮＯの）場合には、手順Ｓ８０を繰り返す。つまり、燃料２５１が目標温度に到達するまで加熱を行なう。

開始手順Ｓ９０では、内燃機関２０の始動を開始する。具体的には、目標温度に到達した燃料２５１を燃料噴射弁２１から燃焼室２６１へ噴射し、点火プラグ２７による点火によって、内燃機関２０が作動して、この始動手順を完了する。

（作用効果）
次に、本実施形態の内燃機関２０の始動装置１０およびその始動方法の作用および効果を説明する。

低温時において内燃機関２０の始動を円滑に行なうには、燃料噴射弁２１から噴射後の燃料において、ガソリンと比較して気化し難いエタノールを、微小粒（例えば、直径３０μｍ（マイクロメートル）程度）まで霧化するか、または、蒸発させる必要がある。しかし、燃料噴射弁２１から噴射された燃料を加熱する場合では、燃料噴射弁２１から噴射された燃料の液滴粒を加熱しても微小粒まで霧化させることができないため、エタノールを蒸発させるまで加熱する必要が生じる。このため、燃料噴射弁２１から噴射された燃料を加熱する場合では、エタノールを含む燃料をエタノールの沸点（７８℃）以上に加熱する必要があり、加熱に必要な熱量が増加する。

これに対して、本実施形態による始動装置１０及び始動方法では、燃料噴射弁２１よりも上流側のデリバリパイプ２４内の燃料２５１を加熱するため、燃料噴射弁２１から噴射後の燃料２５１においてエタノールを微小粒まで霧化可能であれば、デリバリパイプ２４内の燃料２５１においてエタノールを蒸発させるまで加熱する必要がない。このため、内燃機関２０の始動に必要な熱量を抑えることができる。具体的には、図４に示す例のように、加熱前の燃料２５１の温度が−５℃の場合では、燃料２５１のエタノール濃度が１００％であっても、エタノールの沸点（７８℃）より低い５０℃（目標温度）まで加熱すれば足りる。

また、燃料噴射弁２１内の燃料を加熱する場合のように、２発目以後に噴射された燃料２５１の温度が低下して、加熱不足を生じることもない。

また、加熱前の燃料２５１の温度と燃料２５１のエタノール濃度とに基づいて、内燃機関２０の始動に必要な熱量を燃料２５１に加えるように、リボンヒータ１による加熱を制御する。このため、内燃機関２０の始動に必要な熱量の加熱を正確に制御可能となる。

また、内燃機関２０の始動を開始する前に、このように制御された加熱を行なうため、燃料噴射弁２１から噴射される燃料２５１に対して消費電力を抑えて内燃機関２０の始動に必要な加熱を行なうことが可能な内燃機関２０の始動装置１０及び始動方法を提供できる。

また、目標温度を算出して燃料が目標温度に到達するまで加熱を行なうため、簡易に、燃料噴射弁２１から噴射される燃料２５１に対して消費電力を抑えて内燃機関２０の始動に必要な加熱を行なうことができる。

また、加熱を行なう必要がないと判断した場合に、加熱を行なうことを禁止するため、無駄に加熱を行なうことを確実に防止できる。したがって、燃料噴射弁２１から噴射される燃料２５１に対してより消費電力を抑えて内燃機関２０の始動に必要な加熱を行なうことができる。

また、燃料２５１の圧力が所定の圧力（例えば、３００ｋＰａ以上）に到達するまで、加熱を行なうことを禁止するため、所定の圧力未満の燃料２５１を加熱することによって、燃料が気化することを抑えることができる。したがって、気化した燃料２５１による熱伝導の低下によって加熱効率が低下することと、燃料２５１が気化することによる燃料噴射弁２１からの燃料噴射制御が困難になることを抑えることができる。

また、デリバリパイプ２４及び燃料配管２３において燃料噴射弁２１の接続側の端部であるデリバリパイプ２４または燃料配管２３においてデリバリパイプ２４と近接した近接部分の燃料２５１のエタノール濃度を検出しているため、この濃度検出値は、燃料噴射弁２１から噴射される燃料２５１のエタノール濃度として、より正確な値となっている。さらに、デリバリパイプ２４及び燃料配管２３において燃料噴射弁２１の接続側の端部であるデリバリパイプ２４の燃料２５１を加熱しているため、燃料噴射弁２１から噴射される燃料２５１の加熱をより正確に制御できる。このため、燃料噴射弁２１から噴射される燃料２５１に対してより消費電力を抑えて内燃機関２０の始動に必要な加熱を行なうことができる。

（変形例）
上述の例では、リボンヒータ１により燃料２５１を加熱する目標温度を算出し、且つ、燃料２５１が目標温度に到達するまで加熱を行なったが、これに限らない。燃料２５１を加熱して到達する温度と、燃料２５１を加熱する時間とに、相関関係があるため、目標温度を、リボンヒータ１により燃料２５１を加熱する目標時間に置き換えることが可能である。したがって、リボンヒータ１により燃料２５１を加熱する目標時間を算出し、且つ、リボンヒータ１によるこの目標時間の加熱を行なうことができる。この変形例では、温度センサ３が不要となる。この場合、エンジン冷却水の水温を、加熱前の燃料２５１の温度とすることができる。この変形例によっても、上述と同様の効果を得ることができる。

上述の例では、燃料２５１の圧力が所定の圧力に到達するまで、加熱を行なうことを禁止したが、これに限らない。燃料ポンプ２２の作動開始から上昇していく燃料２５１の圧力と、燃料ポンプ２２の作動開始からの経過時間には、相関関係があるため、燃料２５１の圧力が所定の圧力に到達することを、燃料ポンプ２２の作動開始から経過する所定時間に置き換えることが可能となる。したがって、燃料ポンプ２２の作動開始から所定時間経過するまで、加熱を行なうことを禁止することが可能である。この変形例では、燃料ポンプ２２から吐出された燃料２５１が所定の圧力に到達した際に、これを示す電気信号を、レギュレータ４が出力するように構成する必要がない。この変形例によっても、上述と同様の効果を得ることができる。

上述の例では、リボンヒータ１を、デリバリパイプ２４に巻きつけて固定したが、これに限らない。例えば、電気ヒータを、デリバリパイプ２４に貼り付けるようにすることも可能であり、デリバリパイプ２４を電磁誘導加熱することが可能なように、電磁誘導コイルをデリバリパイプ２４に巻きつけて固定することも可能である。

なお、上述の実施形態や変形例で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても上述の実施形態や変形例を部分的に組み合せることも可能である。

１０ 始動装置、１ リボンヒータ（加熱手段）
２ エタノール濃度センサ（濃度検出手段）、３ 温度センサ（温度検出手段）
４ レギュレータ、５ 制御装置（制御手段）、５１ メモリ、２０ 内燃機関
２１ 燃料噴射弁、２２ 燃料ポンプ、２３ 燃料配管（燃料通路、近接部分）
２４ デリバリパイプ（燃料通路、端部）、２５ 燃料タンク、２５１ 燃料
２６ シリンダ、２６１ 燃焼室、２６２ ピストン、２７ 点火プラグ

Claims (12)

1. 燃料ポンプから燃料を燃料噴射弁に供給する燃料通路の前記燃料のアルコール濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記燃料通路の前記燃料の温度を検出する温度検出手段と、
   前記燃料通路の前記燃料を加熱する加熱手段と、
   内燃機関の始動を開始する前に、前記加熱手段による加熱を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記加熱前の前記温度検出手段による温度検出値と、前記加熱前の前記濃度検出手段による前記アルコール濃度の濃度検出値とに基づいて、前記内燃機関の始動に必要な熱量を前記燃料に加えるように、前記加熱手段を制御することを特徴とする内燃機関の始動装置。
2. 前記制御手段は、前記加熱前の前記温度検出値と前記加熱前の前記濃度検出値とに基づいて前記燃料を加熱する目標温度を算出し、且つ、前記燃料が前記目標温度に到達するまで前記加熱を行なうことによって、前記内燃機関の始動に必要な熱量を前記燃料に加えるように、前記加熱手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動装置。
3. 前記制御手段は、前記加熱前の前記温度検出値と前記加熱前の前記濃度検出値とに基づいて前記燃料を加熱する目標時間を算出し、且つ、前記目標時間の前記加熱を行なうことによって、前記内燃機関の始動に必要な熱量を前記燃料に加えるように、前記加熱手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動装置。
4. 前記制御手段は、前記加熱を行なう前に、前記濃度検出値と前記温度検出値とに基づいて前記加熱を行なう必要があるか否かを判断すると共に、前記加熱を行なう必要がないと判断した場合に、前記加熱を行なうことを禁止することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の始動装置。
5. 前記制御手段は、前記燃料通路の前記燃料の圧力が所定の圧力に到達するまで、前記加熱を行なうことを禁止することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の始動装置。
6. 前記濃度検出手段は、前記燃料通路において前記燃料噴射弁の接続側の端部または前記端部と近接した近接部分に配置されて、前記端部または前記近接部分の前記燃料のアルコール濃度を検出し、
   前記加熱手段は、前記端部に配置されて、前記端部の前記燃料を加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の始動装置。
7. 内燃機関の始動を開始する開始手順と、
   前記開始手順の前に、燃料ポンプから燃料を燃料噴射弁に供給する燃料通路の前記燃料を加熱する加熱手順と、
   前記加熱手順の前に、前記燃料通路の前記燃料の温度を検出する温度検出手順と、
   前記加熱手順の前に、前記燃料通路の前記燃料のアルコール濃度を検出する濃度検出手順と、を備え、
   前記加熱手順では、前記温度検出手順による温度検出値と前記濃度検出手順による前記アルコール濃度の濃度検出値とに基づいて、前記内燃機関の始動に必要な熱量を前記燃料に加えるように、前記燃料を加熱することを特徴とする内燃機関の始動方法。
8. 前記加熱手順において前記燃料を加熱する目標温度を、前記温度検出値と前記濃度検出値とに基づいて算出する算出手順を備え、
   前記加熱手順では、前記燃料が前記目標温度に到達するまで加熱を行なうことによって、前記内燃機関の始動に必要な熱量を前記燃料に加えるように、前記燃料を加熱することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の始動方法。
9. 前記加熱手順において前記燃料を加熱する目標時間を、前記温度検出値と前記濃度検出値とに基づいて算出する算出手順を備え、
   前記加熱手順では、前記目標時間の加熱を行なうことによって、前記内燃機関の始動に必要な熱量を前記燃料に加えるように、前記燃料を加熱することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の始動方法。
10. 前記加熱手順の前に、前記濃度検出値と前記温度検出値とに基づいて前記加熱を行なう必要があるか否かを判断する加熱判断手順を備え、
    前記加熱判断手順において前記加熱を行なう必要がないと判断した場合に、前記加熱手順への移行を禁止することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の内燃機関の始動方法。
11. 前記燃料通路の前記燃料の圧力が所定の圧力に到達するまで、前記加熱手順への移行を禁止することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関の始動方法。
12. 前記濃度検出手順では、前記燃料通路において前記燃料噴射弁の接続側の端部または前記端部と近接した近接部分の前記燃料のアルコール濃度を検出し、
    前記加熱手順では、前記端部の前記燃料を加熱することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の始動方法。

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